一種基于多瓣結(jié)構(gòu)微凝膠的單細胞組裝和細胞3D共培養(yǎng)技術(shù)

近日，大連理工大學(xué)化工學(xué)部生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院王華楠教授課題組在《Small》雜志上報道了一種基于多瓣結(jié)構(gòu)微凝膠的單細胞組裝和細胞3D共培養(yǎng)技術(shù)。研究人員利用微流控液滴技術(shù)實現(xiàn)高通量制備可控微結(jié)構(gòu)的水凝膠顆粒（微凝膠），并以微凝膠的多個獨立腔室為三維基質(zhì)，實現(xiàn)不同種類單個細胞的組裝和共培養(yǎng)。這一技術(shù)為研究單細胞水平細胞間相互作用提供了新平臺。

微流控制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)微尺度材料是近年來微納米材料領(lǐng)域的研究熱點，尤其是典型的多瓣微凝膠制備技術(shù)需要使用劇烈、快速的交聯(lián)反應(yīng)——往往導(dǎo)致細胞毒性而難以用于動物細胞固載。王華楠教授課題組與美國哈佛大學(xué)David Weitz教授課題組合作，成功建立了一步法、高通量制備多瓣微凝膠的微流控方法，并從證實這一方法包埋細胞的活性和功能性。

圖1 微流控液滴技術(shù)制備可控微觀結(jié)構(gòu)的多瓣微凝膠。

研究人員進一步以陰陽結(jié)構(gòu)（Janus）微凝膠為模板，在單細胞水平將間充質(zhì)干細胞（MSC）與臍靜脈血管內(nèi)皮細胞（HUVEC）包埋于單個微凝膠中，并觀察到在同時包有兩種單細胞的微凝膠中，MSC出現(xiàn)成骨分化。

圖2 以多瓣結(jié)構(gòu)微凝膠為三維基質(zhì)實現(xiàn)不同種類單個細胞的組裝和共培養(yǎng)。

張麗媛博士為該論文的第一作者，王華楠教授和哈佛大學(xué)David Weitz教授為共同通訊作者。該項目得到國家自然科學(xué)基金的資助。